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什麼是電滲流

電滲效應

電滲流,也稱為電滲效應,是指在多孔介質、微通道或其他流體管道兩端施加電壓時造成的流體流動現象。具體來說,電滲流涉及體相溶劑在外加電場作用下整體朝一個方向運動。在毛細管壁雙電層的擴散層中,陽離子相對於毛細管壁的負電荷表面形成一個圓筒形的陽離子鞘。在電場作用下,溶劑化了的陽離子沿滑動面與緊密層作相對運動,攜帶著溶劑一起向陰極遷移,從而形成電滲流。

電滲是電動現象之一,在電場中,由於多孔支持物吸附水中的正負離子,使溶液相對帶電。在電場作用下,溶液就向一定的方向移動,這種現象稱為電滲現象。例如,在紙上電泳時,由於離子吸附氫氧根離子而帶負電荷,而與紙接觸的水溶液則帶正電荷,使溶液向負極運動。移動時可攜帶顆粒同時移動,所以電泳時顆粒泳動的表現速度是顆粒本身的泳動速度與由於電滲而被攜帶的移動速度兩者的總和。

電滲流現象最早由費迪南德·弗里德里希·羅伊斯在1807年通過實驗發現。他觀察到充滿水的彎曲玻璃管及其內部的不溶性粉末狀物質(如磨碎的石頭或沙子)形成多孔屏障,當電壓施加到水中時,水開始滲入屏障。羅伊斯教授在1809年首次報導了電滲透流,並在莫斯科帝國博物學家協會的回憶錄中首次發表了關於電滲透流的記述。他表明,通過施加電壓,水可以流過粘土塞。粘土由緊密堆積的二氧化矽和其他礦物質顆粒組成,水流過這些顆粒之間的狹窄空間,就像流經狹窄的玻璃管一樣。電解質和絕緣固體的任意組合都會產生電滲透流,儘管對於水/二氧化矽,效果特別大。流速通常只有幾毫米/秒。